精密模塑 Delrin® 齿轮

模塑齿轮的主要考虑因素之一是尺寸精度和圆度。

在大多数齿轮应用中，使用的是非增强等级的 Delrin®，这种材料与玻璃增强材料相比明显更有优势，因为它在流动方向上的收缩更均匀。另一方面，玻璃增强材料在垂直于玻璃纤维的方向上收缩率高，在流动方向上收缩率低。这种不均匀的收缩会导致零件变形（翘曲）和圆度损失。

尽管如此，使用 Delrin® 模塑齿轮时，仍需考虑一些重要因素，以优化尺寸稳定性：

浇口位置

应研究塑料填充模具型腔的方式，以确保尽可能均匀的填充。在理想情况下，塑料会同时填充齿轮的两端，因此对于圆形齿轮而言，中心浇口是最佳选择，但还有更多需要考虑的因素。

影响收缩的设计特征

通过研究零件填充模式，还能确定是否有设计特征会影响零件的收缩率。在这些示例中，为了减轻重量，零件上有切口。尽管为了提升系统效率，减轻齿轮重量是理想选择，但在这种情况下，设计变更意味着孔周围会产生不同程度的收缩，这会导致齿面出现圆度偏差。

在其他影响流动性的设计特征中，也可以观察到类似的效果，例如薄肋会造成流动迟缓，厚截面即使填充良好，也会有更高的总体收缩率，这引出了下一个要点。

零件填充

填充是在加工阶段将更多材料注入型腔，以补偿 Delrin® 从熔融状态到固态的收缩。

在注塑成型过程中，充分填充 Delrin® 部件对其性能和尺寸稳定性至关重要。否则，就会产生高收缩率和空隙风险，从而降低齿轮的强度。

为确保齿轮能够充分填充，需要使用不会过早冻结的浇口和流道系统，向最厚的部分注塑。

如下图所示：

右图中，浇口收得过窄，材料注入最薄的部分。该区域的塑料材料将首先凝固，而较厚部分中心的材料仍处于熔融状态。由于没有更多的材料注入零件，会有很高的收缩率，从而导致表面凹陷或中心空隙。

左图的设计可使更多材料注入较厚的部分，并延长了注入时间，以便充分填充零件，避免收缩失控。浇口“d”的直径必须至少为零件厚度“T”的一半。浇口的长度必须小于 0.8 毫米。浇口旁边流道的直径“D”必须至少为零件厚度“T”+1 毫米。 “D1”应大于“D”。更多信息请查阅 Delrin 成型指南。

以下是一些保持均匀壁厚的方法，这些方法将确保齿轮能够在最佳的循环时间内成型。

使用 Moldflow® 等填充模拟软件，可以在制作注塑模具之前研究成型周期、填充和零件收缩率。这种做法值得提倡，能够确保为优化齿轮零件做出正确决策。

Delrin® 的许多等级已经完全表征，适用于此类模拟软件。了解更多有关适用于齿轮的 Delrin® 材料的信息。